以实验创新研究促进学生学科核心素养的发展 ——《实验化学》教科书内容建构及学科特色探索
王祖浩
从21世纪开始，我们一直致力于强化实验探究的教学价值。一方面是从理论层面重新审视化学实验教学以及与之相适应的课程内容，重建化学课程标准体系；另一方面是努力把创新实验融入到化学教学实践中，逐步改变化学教师传统的实验教学观，从实践操作层面阐释化学实验教学的具体途径与策略，着力培养学生的科学思维、创新意识和实践能力。在化学基础教育阶段，实验创新不仅是指新开发的某个实验，更重要的是如何通过对现有实验的优化以体现其深刻的教育功能。因此，创新实验在实验设计、实验方法、探究功能、绿色化学、教学价值等方面与一般实验应有质的差异，表现出更丰富、更深刻的内涵，对发展学生的学科核心素养具有极为重要的意义。基于化学实验的学科特色，我们积极探索化学实验创新和教学创新之路，更有指向地发展学生的化学学科核心素养。《实验化学》教科书作为展示实验创新和教学实践创新的一项成果，对推动学科核心素养的教学转型意义重大。
01实验创新呼唤中学化学课程变革
化学是一门以实验为基础的自然科学，以实验为基础也是高中化学教学的基本特征。实验不仅是高中化学课程的重要内容，同样也是落实化学学科育人的重要途径。实验内容建构及实验探究教学的实施，更是化学课程与教学改革的重要组成部分。无论是课程教育功能的强化，还是知识和能力目标的实现，化学实验都是重要的载体。
（一）重新审视化学实验的育人价值
化学学科的建立起源于实验并在实验创新中得到发展，正确的实验结果是检验化学真理的唯一标准。中国科学院前院长、著名化学家卢嘉锡先生曾经说过，化学发展到今天，已经成为人类认识物质自然界、改造物质自然界，并从物质和自然界的相互作用得到自由的一种极为重要的武器。而化学要不断加深对物质自然界的认识并提高改造物质自然界的能力，且与自然界和谐相处，最重要的实践活动就是要进行实验的创新。
1661年，科学家波义耳（Boyle）出版了《怀疑派化学家》这一划时代的著作，明确了化学研究的对象，建立了化学的一些基本概念，确立了化学研究的方法，使化学真正成为一门独立的科学。波义耳强调，运用实验方法和对自然的科学观察方法是形成科学思想的基础，化学方法应该用实验而不是抽象的空谈来建立自己的理论。［1］化学研究是在实验观察中进行的，化学问题的解决需要依赖长期、艰难的实验过程，要用实验的结果来证实问题解决的正确性。从近代化学到现代化学，数不胜数的化学发现实例证明了上述观点的正确性。
我国著名化学家傅鹰教授强调：“化学是实验的科学，只有实验才是最高的法庭。”［2］这是对化学实验功能最为精辟的论述。随着时代的发展，课程内容与时俱进，实验条件也更为先进，但实验功能不会改变。实验客观、形象地展现了丰富的感性信息，是学生学习化学的重要基础。在教学中教师能充分挖掘化学实验的思想观念、方法特征和人文内涵，能有力提升化学的认识价值、实用价值和人文价值。因此，如何用好化学实验，使之真正成为“立德树人”的重要手段，值得化学教育工作者深入思考和探索。
20世纪中叶以来，以实验为主的科学探究活动迅速成为全球科学教育的共识。在21世纪初教育部颁布的义务教育课程标准中明确提出“科学探究是一种重要的学习方式，也是义务教育阶段化学课程的重要内容，对发展学生的科学素养具有不可替代的作用”。学生通过亲身经历和体验科学探究活动，能够“激发化学学习的兴趣，增进对科学的情感，理解科学的本质，学习科学探究的方法，发展科学探究能力”。高中化学课程标准也指出“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力”［3］。确立了“提出问题—猜想与假设—制定计划—进行实验—收集证据—解释与结论—反思与评价—表达与交流”的实验探究能力结构。“科学探究”成为21世纪化学课程改革的重要“突破口”，但在教学中科学探究如何实施，与实验的关系如何，学生的科学探究能力怎样培养等，仍然是亟待研究和解决的难题。
科学探究能力的培养需要开发相应的课程，实验本身需要创新，课程内容和学习方式需要优化。化学课程改革充分重视学科特点，将“通过实验学化学”的思想贯穿其中，重新审视化学实验在学科育人中的重要地位。《实验化学》课程成为本世纪高中化学课程改革的一个“亮点”，是高中阶段体现“科学探究与创新意识”培养的一门标志性课程。
（二）从实验创新到化学实验教学创新
在基础教育阶段，实验创新不但要体现实验本身的新奇效应，还应形成富有创意的实验教学设计。两者的结合有助于学生更深刻地认识现象的本质，启迪学生的科学
以实验创新研究促进学生学科核心素养的发展——《实验化学》高中教科书内容建构及学科特色(华师大王祖浩)
